(57)【要約】【課題】ＲＧＢベイヤー配列の画素データからＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う際、斜め線や図形角の情報を含む輝度情報やランダムノイズに対する高周波折り返し成分による偽色を軽減する。【解決手段】Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う際、ＲＧＢベイヤー配列の画素データについて１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内でナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する。高域成分の除去は、複数の水平ライン入力に対して、垂直方向と水平方向の２回のフィルタ処理により２次元の高域除去を行う。垂直方向のフィルタ処理は、垂直方向の入力ラインを１ラインずつずらして同時に行い、フィルタ処理後の画素データを複数ライン出力する。次いで、偽色抑圧・色分離処理を行う。【選択図】図１
2006245916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢベイヤー配列の画素データに対応した色分離処理方法であって、Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う際、前記ＲＧＢベイヤー配列の画素データについて１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内でナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去し、次いで偽色抑圧・色分離処理を行うことを特徴とする色分離処理方法。
【請求項２】
前記特定周波数範囲内での高域成分の除去は、複数の水平ライン入力に対して、垂直方向と水平方向の２回のフィルタ処理により２次元の高域除去を行う請求項１に記載の色分離処理方法。
【請求項３】
前記垂直方向のフィルタ処理は、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して上下に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、垂直方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力する請求項２に記載の色分離処理方法。
【請求項４】
前記垂直方向のフィルタ処理は、垂直方向の入力ラインを１ラインずつずらしてフィルタ処理を同時に行うことにより、フィルタ処理後のＲＧＢベイヤー配列の画素データを複数ライン出力する請求項３に記載の色分離処理方法。
【請求項５】
前記水平方向のフィルタ処理は、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して左右に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、水平方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力する請求項２から請求項４までのいずれかに記載の色分離処理方法。
【請求項６】
前記偽色抑圧・色分離処理は、ナイキスト周波数成分を残して高域成分を抑圧したＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データを用いて、Ｒ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差信号を生成し、ナイキスト周波数近傍の色差信号の高域成分を除去した色差信号を生成する請求項１から請求項５までのいずれかに記載の色分離処理方法。
【請求項７】
前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算は、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素の減算と垂直方向のＧ画素の減算と水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値の減算とを行い、その３つの結果のうち絶対値の一番小さい値を注目画素の色差信号とする請求項６に記載の色分離処理方法。
【請求項８】
前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算は、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素の減算と垂直方向のＧ画素の減算と水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値の減算とを行い、その３つの結果のうちから、１画面内の各画素の色情報、周辺高域周波数成分情報、輝度レベル情報、入力ＲＧＢベイヤー配列の画素データのＳ／Ｎ情報等に基づいて選択したものを注目画素の色差信号とする請求項６に記載の色分離処理方法。
【請求項９】
ＲＧＢベイヤー配列の画素データを入力し、１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内でナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する水平・垂直高域トラップ処理回路と、前記ナイキスト周波数成分を残して高域成分が除去された画素データに対して偽色抑圧・色分離処理を行う偽色抑圧色分離処理回路とを備えた色分離処理回路。
【請求項１０】
前記水平・垂直高域トラップ処理回路は、垂直方向のフィルタと水平方向のフィルタとを有し、複数の水平ライン入力に対して２回のフィルタ処理により２次元の高域除去を行うように構成されている請求項９に記載の色分離処理回路。
【請求項１１】
前記垂直方向のフィルタは、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して上下に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、垂直方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力するように構成されている請求項１０に記載の色分離処理回路。
【請求項１２】
前記垂直方向のフィルタは、垂直方向の入力ラインを１ラインずつずらしてフィルタ処理を同時に行うことにより、フィルタ処理後のＲＧＢベイヤー配列の画素データを複数ライン出力するように構成されている請求項１１に記載の色分離処理回路。
【請求項１３】
前記水平方向のフィルタは、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して左右に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、水平方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力するように構成されている請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載の色分離処理回路。
【請求項１４】
前記偽色抑圧色分離処理回路は、ナイキスト周波数成分を残して高域成分を抑圧したＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データを用いて、Ｒ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差信号を生成し、ナイキスト周波数近傍の色差信号の高域成分を除去した色差信号を生成するように構成されている請求項９から請求項１３までのいずれかに記載の色分離処理回路。
【請求項１５】
前記偽色抑圧色分離処理回路は、前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算において、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素を減算する減算手段と、垂直方向のＧ画素を減算する減算手段と、水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値を減算する減算手段と、前記３つ減算手段による結果のうち絶対値の一番小さい値を注目画素の色差信号とする決定手段とを有しているように構成されている請求項１４に記載の色分離処理回路。
【請求項１６】
前記偽色抑圧色分離処理回路は、前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算において、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素を減算する減算手段と、垂直方向のＧ画素を減算する減算手段と、水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値を減算する減算手段と、前記３つ減算手段による結果のうちから、１画面内の各画素の色情報、周辺高域周波数成分情報、輝度レベル情報、入力ＲＧＢベイヤー配列の画素データのＳ／Ｎ情報等に基づいて選択したものを注目画素の色差信号とする決定手段とを有しているように構成されている請求項１４に記載の色分離処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ用におけるＲＧＢベイヤー配列の画素データに対応した色分離処理回路および色分離処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ業界におけるアナログ技術からデジタル技術への移行には目覚しいものがある。特にフィルムも現像も不要なデジタルスチルカメラは活況を呈し、携帯電話もデジタルカメラ搭載型が主流を占めるようになってきている。
【０００３】
現状では、デジタルカメラ用として色再現性重視の観点から原色フィルタ搭載センサに対応した信号処理を採用したカメラが主流となり、解像度を重視し、色のＳ／Ｎ比の優れた信号処理方式の提案が必要になっている。
【０００４】
以上のようなデジタルカメラの信号処理方式における色分離処理技術について、以下に説明する。
【０００５】
図５は従来の色分離処理回路の構成図である（例えば、特許文献１参照）。図５において、５１は縦横に４×４に配列されたＲＧＢベイヤー配列の画素データ、５２は縦横に４×４に配列された２次元フィルタ係数、５３は画素データ５１からＲ成分だけを抽出し、フィルタ係数５２を乗じて加算し、４×４配列中心位置のＲ信号を出力する色補間回路、５４は画素データ５１からＢ成分だけを抽出し、フィルタ係数５２を乗じて加算し、４×４配列中心位置のＢ信号を出力する色補間回路、５５は画素データ５１から左上方向４画素のＧ成分だけを抽出し、フィルタ係数５２を乗じて加算し、４×４配列中心位置のＧ信号を出力する色補間回路、５６は画素データ５１から右下方向４画素のＧ成分だけを抽出し、フィルタ係数５２を乗じて加算し、４×４配列中心位置のＧ信号を出力する色補間回路である。５７は色補間回路５３，５６により抽出されたＲ信号と右下方向のＧ信号の差をとり、Ｒ−Ｇ信号を出力する引算器、５８は色補間回路５３，５５により抽出されたＲ信号と左上方向のＧ信号の差をとり、Ｒ−Ｇ信号を出力する引算器、５９は色補間回路５４，５５により抽出されたＢ信号と左上方向のＧ信号の差をとり、Ｂ−Ｇ信号を出力する引算器である。６０は色補間回路５４，５６により抽出されたＢ信号と右下方向のＧ信号の差をとり、Ｂ−Ｇ信号を出力する引算器、６１は引算器５７，５８から出力された２種類のＲ−Ｇ信号のうち絶対値の小さい方を選択し出力する判定回路、６２は引算器５９，６０から出力された２種類のＢ−Ｇ信号のうち絶対値の小さい方を選択し出力する判定回路である。
【０００６】
図６はデジタルカメラの基本構成を示すブロック図である。図６において、７１はイメージセンサ、７２はイメージセンサ７１の駆動パルスを発生するタイミングジェネレータ、７３はイメージセンサ７１の出力信号のノイズを除去し、ゲインをコントロールするＣＤＳ／ＡＧＣ回路、７４はＡ／Ｄコンバータ（アナログデジタル変換器）、７５はＤＳＰ（デジタル信号処理回路）、７６は画像データおよび各種データを保存しておくメモリ、７７はカメラを制御するマイクロコンピュータである。
【０００７】
以上のように構成された従来の色分離処理回路の動作を以下に説明する。まず、図６において、レンズを通ってイメージセンサ７１に入射した光は、フォトダイオードにより電気信号に変換され、垂直駆動、水平駆動により、アナログ連続信号として出力される。イメージセンサ７１の動作に必要な駆動タイミングパルスはタイミングジェネレータ７２から発生される。イメージセンサ７１から出力された信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路７３のサンプルホールド（ＣＤＳ）にて１／ｆノイズが効果的に低減された後、ゲインコントロールして、Ａ／Ｄコンバータ７４に入力され、デジタル信号に変換される。デジタル化されたデータはＤＳＰ７５に入力され、メモリ７６を介して色分離、カラーマトリクス処理、輝度処理などの各種処理が行われる。
【０００８】
次に、色分離処理について説明する。イメージセンサ７１のカラーフィルタ配列がＲＧＢベイヤー配列の場合、イメージセンサから取り込まれた画素データ５１はメモリ７６を介してベイヤー配列情報を保ったまま色分離処理回路（ＤＳＰ７５内蔵）に入力される。処理は４×４の１６画素の情報に対して行っていく。１６画素の情報から色補間回路５３，５４，５５，５６で４画素の情報を多重してＲ信号、Ｂ信号、Ｇ左上信号、Ｇ右下信号を発生する。４画素の情報を多重する際、加算情報が画素重心の中心位置となるように、２次元フィルタ係数５２を各画素に乗じる。色分離されたＲＧＢの各信号は引算器５７，５８，５９，６０の処理により２種類のＲ−Ｇ信号とＢ−Ｇ信号となる。各々２種類の色差信号はベイヤー配列の画素位置ずれに起因する偽色成分を含んでいる。偽色成分は縦線情報が多いときは、Ｒ，Ｂそれぞれ４画素の位置に対して縦方向のＧ信号を選択してＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇを演算した方が偽色成分は少なく、横線情報が多いときは、Ｒ，Ｂそれぞれ４画素の位置に対して横方向のＧ信号を選択してＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇを演算した方が偽色成分は少なくなる。判定回路６１，６２の選択方法では２種類のＲ−Ｇ信号、Ｂ−Ｇ信号の絶対値をとり、小さい方のＲ−Ｇ信号、Ｂ−Ｇ信号を、４×４の１６画素情報についてのＲ−Ｇ信号、Ｂ−Ｇ信号とする。
【０００９】
このようにして従来の色分離処理回路においては、１６画素を１ユニットとして処理の最初にローパスフィルタ処理をかけ、次いで２種類のＲ−Ｇ信号、Ｂ−Ｇ信号を発生し、絶対値の小さい方をユニット内の色差信号としている。
【００１０】
特許文献１においても、ＲＧＢベイヤー配列における各画素位置で異なる複数色の画像データをそれぞれ有するように周辺画素の補間処理を行い、２種類のＲ−Ｇ信号、Ｂ−Ｇ信号を発生し、絶対値の小さい方に重み付けをしてユニット内の色差信号とする構成である。
【特許文献１】特開２００２−１６９３０号公報（第５−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の従来の色分離処理回路では、縦線情報、横線情報が直線的に１６画素を横切る場合は、偽色成分除去の効果が十分発揮される。しかし、斜め線、図形角の情報が１６画素内に含まれるとき、すなわち信号の周波数成分が１／２ナイキスト周波数からナイキスト周波数近傍での演算で偽色が発生するときには、その偽色の残留成分がとりきれないという問題点を有している。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ＲＧＢベイヤー配列の画素データからＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う際、斜め線や図形角の情報を含む輝度情報やランダムノイズに対する高周波折り返し成分による偽色を軽減することができる色分離処理回路および色分離処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために本発明は次のような手段を講じる。
【００１４】
本発明による色分離処理方法は、ＲＧＢベイヤー配列の画素データに対応した色分離処理方法であって、Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う際、前記ＲＧＢベイヤー配列の画素データについて１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内でナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去し、次いで偽色抑圧・色分離処理を行うものである。
【００１５】
また、本発明による色分離処理回路は、ＲＧＢベイヤー配列の画素データを入力し、１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内でナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する水平・垂直高域トラップ処理回路と、前記ナイキスト周波数成分を残して高域成分が除去された画素データに対して偽色抑圧・色分離処理を行う偽色抑圧色分離処理回路とを備えている。
【００１６】
これによれば、１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内であらかじめ高域成分を除去しておき、その上で偽色抑圧・色分離処理を行うので、斜め線や図形の角の情報を含む輝度情報やランダムノイズに起因する高周波折り返しによる偽色を軽減することができる。
【００１７】
上記の色分離処理方法、色分離処理回路において、次のような好ましいいくつかの態様がある。
【００１８】
前記特定周波数範囲内での高域成分の除去については、複数の水平ライン入力に対して、垂直方向と水平方向の２回のフィルタ処理により２次元の高域除去を行うことが好ましい。偽色軽減の効果をより高めることが可能になる。
【００１９】
また、前記垂直方向のフィルタ処理については、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して上下に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、垂直方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力することが好ましい。垂直方向での画素中心がセンター位置のＬＰＦ処理となり、仮想的にＲＧＢ信号のずれを抑制し、より優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【００２０】
また、前記垂直方向のフィルタ処理については、垂直方向の入力ラインを１ラインずつずらしてフィルタ処理を同時に行うことにより、フィルタ処理後のＲＧＢベイヤー配列の画素データを複数ライン出力することが好ましい。全ラインの画素データを生かした処理となり、より優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【００２１】
また、前記水平方向のフィルタ処理については、タップ係数の段数を奇数とし、中心の注目画素に対して左右に隣接する画素の係数を対称の値に設定し、水平方向の全周波数帯域に対して直線位相特性をもったＲＧＢベイヤー配列の画素データを出力することが好ましい。水平方向での画素中心がセンター位置のＬＰＦ処理となり、仮想的にＲＧＢ信号のずれを抑制し、より優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【００２２】
また、前記偽色抑圧・色分離処理あるいはその回路については、ナイキスト周波数成分を残して高域成分を抑圧したＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データを用いて、Ｒ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差信号を生成し、ナイキスト周波数近傍の色差信号の高域成分を除去した色差信号を生成することが好ましい。引き算により色差信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを生成するのに、あらかじめナイキスト周波数成分を残して高域成分を抑圧したＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データを用いるので、斜め線や図形の角の情報を含む輝度情報やランダムノイズに起因する高周波折り返しによる偽色を効果的に軽減することができる。
【００２３】
また、前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算については、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素の減算と垂直方向のＧ画素の減算と水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値の減算とを行い、その３つの結果のうち絶対値の一番小さい値を注目画素の色差信号とすることが好ましい。ナイキスト周波数近傍の輝度信号によって発生する偽色信号を除去し、ナイキスト周波数成分を確実に除去することが可能になる。
【００２４】
また、前記Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの引き算については、注目するＲ画素、Ｂ画素に対して、水平方向のＧ画素の減算と垂直方向のＧ画素の減算と水平Ｇ画素および垂直Ｇ画素の平均値の減算とを行い、その３つの結果のうちから、１画面内の各画素の色情報、周辺高域周波数成分情報、輝度レベル情報、入力ＲＧＢベイヤー配列の画素データのＳ／Ｎ情報等に基づいて選択したものを注目画素の色差信号とすることが好ましい。ナイキスト周波数近傍の輝度信号によって発生する偽色信号を除去し、ナイキスト周波数成分を確実に除去することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、ＲＧＢベイヤー配列の画素データからＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍に至る特定周波数範囲内であらかじめ高域成分を除去しておき、その上で偽色抑圧・色分離処理を行うので、斜め線や図形の角の情報を含む輝度情報やランダムノイズに起因する高周波折り返しによる偽色を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態における色分離処理回路および色分離処理方法について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の色分離処理回路の基本構成を示す図である。図１（ａ）において、１１はＲＧＢベイヤー配列の画素データの７×７のユニットの４９画素である。１２は水平・垂直高域トラップ処理回路であり、この水平・垂直高域トラップ処理回路１２は、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ１１からＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、処理の初段において、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ１１から、１／２ナイキスト周波数近傍からナイキスト周波数近傍にいたる特定周波数範囲内での高域成分を除去する。１３は偽色抑圧色分離処理回路であり、この偽色抑圧色分離処理回路１３は、水平・垂直高域トラップ処理回路１２の処理によって生成される、ナイキスト周波数成分を残して高域成分を抑圧した抑圧ＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データ１２ｃを用いて、Ｒ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差データを生成し、ナイキスト周波数近傍の色差データの高域成分を除去された色差データＤｑを生成する。
【００２８】
水平・垂直高域トラップ処理回路１２は、垂直方向の５タップの高域トラップフィルタ１２ａと水平方向の５タップの高域トラップフィルタ１２ｂを内蔵している。垂直方向の５タップの高域トラップフィルタ１２ａは、垂直方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する。水平方向の５タップの高域トラップフィルタ１２ｂは、水平方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する。１２ｃは水平・垂直高域トラップ処理回路１２の処理で生成される、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データである。図１（ｂ）の１４は、一次元方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する５タップフィルタ回路の周波数特性の１例を示す。
【００２９】
高域トラップフィルタ１２ａ，１２ｂのタップ係数の段数は、ここでは“５”としている。これは、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ１１の行数、列数の“７”より小さい最大の奇数である。５つのタップ係数は、中心の注目画素に対して上下または左右に隣接する画素の係数を対称の値に設定するのが好ましい。これにより、垂直方向、水平方向での画素中心がセンター位置のＬＰＦ処理となり、仮想的にＲＧＢ信号のずれを抑制し、より優れた偽色抑圧効果が期待できるからである。
【００３０】
以上のように構成された色分離処理回路について、その動作を説明する。
【００３１】
まず、ベイヤー配列の画素データ１１の７×７の４９画素を１ユニットとして７ライン分の画素データが入力される。この画素データ１１に対して水平・垂直高域トラップ処理回路１２でＲＧＢベイヤー配列の画素データからＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、５ライン分の画素データを用いて特定周波数範囲内での高域成分を除去する５タップの垂直・水平高域トラップ処理を行う。入力が７ライン存在するので、中心ラインに対して上下１ラインずつずらして同様の処理を同時に行うことにより、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データ１２ｃを生成できる。
【００３２】
次に、この画素データ１２ｃを用いて、偽色抑圧色分離処理回路１３にてＲ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差データを生成し、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成する。
【００３３】
以上のようにして、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成することにより、ＲＧＢベイヤー情報に含まれる１／２ナイキスト周波数以上の輝度信号やノイズの高周波成分を大幅に抑圧することができる。また、原画素に対して画素重心がセンター位置のＬＰＦ処理を行うので、仮想的にＲＧＢ信号のずれが発生せず、優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【００３４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２の色分離処理回路の基本構成を示す図である。図２（ａ）において、２１はベイヤー配列の画素データの９×９のユニットの８１画素である。２２は図１の水平・垂直高域トラップ処理回路１２と同様の水平・垂直高域トラップ処理回路である。この水平・垂直高域トラップ処理回路２２は、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ２１からＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、処理の初段において、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ２１から特定周波数範囲内での高域成分を除去する。２３は偽色抑圧色分離処理回路であり、この偽色抑圧色分離処理回路２３は、水平・垂直高域トラップ処理回路２２の処理によって生成される、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の複数ラインの画素データ２２ｃを用いて、Ｒ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差データを生成し、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成する。
【００３５】
水平・垂直高域トラップ処理回路２２は、垂直方向の７タップの高域フィルタ２２ａと水平方向の７タップの高域フィルタ２２ｂを内蔵している。垂直方向の７タップの高域フィルタ２２ａは、垂直方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する。水平方向の７タップの高域フィルタ２２ｂは、水平方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する。図２（ｂ）の２２ｃは、水平・垂直高域トラップ処理回路２２の処理で生成される、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データである。２４は、一次元方向に特定周波数範囲内でのナイキスト周波数成分を残して高域成分を除去する７タップフィルタ回路の周波数特性の１例を示す。
【００３６】
高域トラップフィルタ２２ａ，２２ｂのタップ係数の段数は、ここでは“７”としている。これは、ＲＧＢベイヤー配列の画素データ２１の行数、列数の“９”より小さい最大の奇数である。７つのタップ係数は、中心の注目画素に対して上下または左右に隣接する画素の係数を対称の値に設定するのが好ましい。理由は、実施の形態１で説明したのと同様であり、垂直方向、水平方向での画素中心がセンター位置のＬＰＦ処理となり、仮想的にＲＧＢ信号のずれを抑制し、より優れた偽色抑圧効果が期待できるからである。
【００３７】
以上のように構成された色分離処理回路について、その動作を説明する。
【００３８】
まず、ベイヤー配列の画素データ２１の９×９の８１画素を１ユニットとして９ライン分の画素データが入力される。この画素データ２１に対して水平・垂直高域トラップ処理回路２２でＲＧＢベイヤー配列の画素データ２１からＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、７ライン分の画素データを用いて特定周波数範囲内での高域成分を除去する７タップの垂直・水平高域トラップ処理を行う。入力が９ライン存在するので、中心ラインに対して上下１ラインずつずらして同様の処理を同時に行うことにより、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データ２２ｃを生成できる。
【００３９】
次に、この画素データ２２ｃを用いて、偽色抑圧色分離処理回路２３にてＲ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差データを生成し、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成する。
【００４０】
以上のようにして、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成することにより、ＲＧＢベイヤー情報に含まれる１／２ナイキスト周波数以上の輝度信号やノイズの高周波成分を大幅に抑圧することができる。また、原画素に対して画素重心がセンター位置のＬＰＦ処理を行うので、仮想的にＲＧＢ信号のずれが発生せず、優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【００４１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における偽色抑圧色分離処理回路の構成を示すブロック図である。これは、実施の形態１，２において共通に使用可能である。図３において、３１はベイヤー配列の画素データの最小ユニット３６の４画素処理を水平方向に処理していくエリアである。３２は４画素のＲ、Ｇ、Ｂデータから３種類のＲ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＲ−Ｇ発生演算処理部である。３３はエリア３１から出力される２ライン分のＲ−Ｇ信号に対してナイキスト周波数成分を除去する水平・垂直フィルタである。３４は４画素のＲ、Ｇ、Ｂデータから３種類のＢ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＢ−Ｇ発生演算処理部である。３５はエリア３１から出力される２ライン分のＢ−Ｇ信号に対してナイキスト周波数成分を除去する水平・垂直フィルタである。
【００４２】
３７はＲ−Ｇ発生演算処理部３２により４画素のＲ、Ｇ、Ｂデータから３種類のＲ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＲ−Ｇ信号最小値選択処理部の詳細を示す。３８はＢ−Ｇ発生演算処理部３４により４画素のＲ、Ｇ、Ｂデータから３種類のＢ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＢ−Ｇ信号最小値選択処理部の詳細を示す。
【００４３】
次に、偽色抑圧色分離処理の説明をする。前処理にて抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データ１２ｃを入力として３ライン中２ラインごとに最小ユニットの４画素処理を水平方向に処理していく。符号３６で示す４画素中２画素のＧ信号より、Ｇｕ、Ｇｄ、（Ｇｕ＋Ｇｄ）／２の３種類のＧデータを準備し、４画素中のＲデータとＢデータから減算することによりそれぞれ３種類のＲ−ＧデータとＢ−Ｇデータを演算し、その中で絶対値の一番小さいものを選択してＲ−Ｇ信号とＢ−Ｇ信号の代表出力として出力する。３ライン中の２ラインの組み合わせは２つあるので、前記処理を並行処理することにより２ライン分（０Ｈ，１Ｈで示す）のＲ−Ｇ信号とＢ−Ｇ信号が出力される。２ライン分のＲ−Ｇ信号とＢ−Ｇ信号はそれぞれ水平・垂直ローパスフィルタ処理３３，３５にてナイキスト周波数成分を完全に除去する。
【００４４】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における偽色抑圧色分離処理回路の構成を示すブロック図である。これは、実施の形態１，２において共通に使用可能である。図４において、４１は任意注目ラインに対してベイヤー配列の画素データの最小ユニットの９画素処理を水平方向に処理していくエリアである。４２は９画素内に配置されたＲ、Ｇ、Ｂデータが水平方向にシフトされたときの同色画素位置である。４３は注目画素に対して処理を水平方向にシフトしていくときに、同色画素位置４２に配置される画素データである。４４は（任意注目ライン＋１）ラインに対してベイヤー配列の画素データの最小ユニットの９画素処理を水平方向に処理していくエリアである。４５は９画素内に配置されたＲ、Ｇ、Ｂデータが水平方向にシフトされたときの同色画素位置である。４６は注目画素に対して処理を水平方向にシフトしていくときに、同色画素位置４５に配置される画素データである。
【００４５】
４７は同色画素位置に出力されるＲＧＢ出力の各色の出力パターン４３に対応した選択動作により生成される連続的なＲ信号から連続的なＧｒと連続的なＧｂと連続的な（Ｇｒ＋Ｇｂ）÷２の信号をそれぞれ減算することにより３種類のＲ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＲ−Ｇ信号最小値選択処理部である。
【００４６】
４８は同色画素位置に出力されるＲＧＢ出力の各色の出力パターン４６に対応した選択動作により生成される連続的なＢ信号から連続的なＧｒと連続的なＧｂと連続的な（Ｇｒ＋Ｇｂ）÷２の信号をそれぞれ減算することにより３種類のＢ−Ｇデータを演算し、絶対値の一番小さいものを選択して出力するＢ−Ｇ発生演算処理部である。
【００４７】
前処理にて抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データを入力として注目画素を含む任意の３ラインに対してベイヤー配列の画素データの最小ユニットを９画素処理として水平方向に処理していく。
【００４８】
画素配置位置４２，４５のＣ、Ｈ２、Ｖ２、Ｎ４に現れる信号の代表値として、Ｃは中央値としてそのままの値、Ｈ２は水平方向の２画素の平均値、Ｖ２は垂直方向の２画素の平均値、Ｎ４は対角方向の４画素の平均値とする。
【００４９】
Ｒ−Ｇ信号最小値選択処理部４７は、同色画素位置４３，４６に出力されるＲＧＢ出力の各色のＣ，Ｈ２，Ｖ２，Ｎ４位置に対する出力パターンに対応した選択動作と前記平均値演算により生成される連続的なＲ信号の代表値から連続的なＧｒ信号の代表値と連続的なＧｂ信号の代表値と連続的な（Ｇｒ＋Ｇｂ）÷２の信号の代表値をそれぞれ減算して３種類のＲ−Ｇデータを演算した後、これら３つの信号から絶対値の一番小さいものを選択して出力する。
【００５０】
Ｂ−Ｇ信号最小値選択処理部４８は、同様にして同色画素位置４３，４６に出力されるＲＧＢ出力の各色のＣ，Ｈ２，Ｖ２，Ｎ４位置に対する出力パターンに対応した選択動作と前記平均値演算により生成される連続的なＢ信号の代表値から連続的なＧｒ信号の代表値と連続的なＧｂ信号の代表値と連続的な（Ｇｒ＋Ｇｂ）÷２の信号の代表値をそれぞれ減算して３種類のＢ−Ｇデータを演算し、３つの信号から絶対値の一番小さいものを選択して出力する。
【００５１】
以上のようにしてＲＧＢベイヤー配列の画素データからＲ−Ｇ、Ｂ−Ｇの色差データ演算を行う前に、奇数ライン分の画素データを用いて特定周波数範囲内での高域成分を除去する奇数タップの垂直・水平高域トラップ処理を行い、中心ラインに対して上下１ラインずつずらして同様の処理を同時に行う。これにより、抑圧ＲＧＢベイヤー配列の３ライン分の画素データを生成し、次に偽色抑圧色分離処理にてＲ−ＧとＢ−Ｇの引き算により色差データを生成し、ナイキスト周波数近傍の高域成分除去の色差データＤｑを生成することによりＲＧＢベイヤー情報に含まれる１／２ナイキスト周波数以上の輝度信号やノイズの高周波成分を大幅に抑圧することができる。また、原画素に対して画素重心がセンター位置のＬＰＦ処理を行うので仮想的にＲＧＢ信号のずれが発生せず、優れた偽色抑圧効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、デジタルカメラ等におけるＲＧＢベイヤー配列の画素データに対応した色分離処理の技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１の色分離処理回路の基本構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２の色分離処理回路の基本構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３の偽色抑圧色分離処理回路の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４の偽色抑圧色分離処理回路の構成を示すブロック図
【図５】従来の色分離処理回路を示す構成図
【図６】デジタルカメラの基本構成ブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１１  ＲＧＢベイヤー配列の画素データ
１２  水平・垂直高域トラップ処理回路
１２ａ  垂直方向の５タップの高域トラップフィルタ
１２ｂ  水平方向の５タップの高域トラップフィルタ
１２ｃ  高域成分を抑圧されたベイヤー配列の３×３の画素データ
１３  偽色抑圧色分離処理回路
１４  高域トラップフィルタ特性例
２１  ＲＧＢベイヤー配列の画素データ
２２  水平・垂直高域トラップ処理回路
２２ａ  垂直方向の７タップの高域トラップフィルタ
２２ｂ  水平方向の７タップの高域トラップフィルタ
２２ｃ  高域成分を抑圧されたベイヤー配列の３×３の画素データ
２３  偽色抑圧色分離処理回路
３１  ４画素単位での水平処理エリア
３２  Ｒ−Ｇ発生演算処理部
３３，３５  水平・垂直ローパスフィルタ
３４  Ｂ−Ｇ発生演算処理部
３６  ２×２画素基本ベイヤー配列の画素データ
３７，４７  Ｒ−Ｇ信号最小値選択処理部
３８，４８  Ｂ−Ｇ信号最小値選択処理部
４１  ９画素単位での水平処理エリア
４２，４５  ９画素エリア内の同色画素配置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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